论文部分内容阅读
白背飞虱对水稻安全生产构成严重威胁。化学防治是当前控制白背飞虱最重要的技术手段,评价化学杀虫剂对白背飞虱的亚致死效应对于农业生产具有重要理论和实践意义。烯啶虫胺是当前防治白背飞虱的主要药剂,在其短期以及长期施于稻田之后对白背飞虱的亚致死效应还未见相关报道。因此,本研究采用烯啶虫胺LC25浓度对白背飞虱室内敏感种群进行连续（继代）暴露处理,拟通过生物活性测定、两性生命表构建、酶活测定、q RT-PCR及RNAi等试验,探究烯啶虫胺LC25单代和继代处理对白背飞虱生物学特性、药剂敏感性、代谢酶活性及相关基因表达的影响。主要取得以下研究结果:1.烯啶虫胺亚致死浓度继代处理白背飞虱种群的建立采用稻苗浸渍法测定烯啶虫胺对白背飞虱室内敏感种群（F0）的LC50和LC25值,以此LC25浓度的烯啶虫胺药液作为亚致死浓度处理白背飞虱F0代3龄若虫,4天后存活试虫转移至无毒新鲜稻苗上饲养繁殖获得F1代种群;以上述相同的方法测定烯啶虫胺对白背飞虱F1代试虫的LC50和LC25值,并以此新的烯啶虫胺LC25浓度继续处理F1代3龄若虫以获得F2代试虫;以上述方式继代处理白背飞虱6代后获得F6代试虫。生物活性测定结果表明,随着处理代数的增加,白背飞虱对烯啶虫胺的耐药性逐渐提高,LC50值由F0代的1.23 mg/L上升为F6代的7.74 mg/L,处理6代后白背飞虱对烯啶虫胺的敏感性下降了6.29倍,达到了低水平抗性。2.烯啶虫胺亚致死浓度对白背飞虱生物学特性的影响采用两性生命表研究了烯啶虫胺LC25单代和继代处理对白背飞虱的亚致死效应。研究结果表明,与对照组相比,烯啶虫胺LC25处理显著降低了F0代白背飞虱的产卵量,此外,继代处理种群F1和F6代试虫的成虫前期、雄成虫寿命、雌成虫寿命、总寿命、总产卵前期、产卵历期及产卵量均显著降低;同时,F6代试虫的1、3、5龄若虫发育历期较对照和F1代相比显著缩短。主要生命参数中平均世代周期（T）在F1和F6代种群中显著缩短,其余的内禀增长率（ri）、周限增长率（λ）和净增值率（R0）均未受到烯啶虫胺处理的影响。以上结果表明烯啶虫胺LC25单代和继代处理对白背飞虱若虫的发育速率具有一定刺激效应,但对白背飞虱的若虫发育速率及产卵高峰具有明显刺激效应,但对寿命、存活率及总繁殖能力均表现出明显负面影响。3.烯啶虫胺对白背飞虱药剂敏感性及代谢酶活性的影响采用稻苗浸渍法测定烯啶虫胺亚致死浓度继代处理白背飞虱种群F1和F6代3龄若虫对烯啶虫胺及其他药剂的敏感性。结果表明,与室内敏感种群F0代相比,F1代试虫对烯啶虫胺的抗性倍数（RR）为2.21倍;同时对啶虫脒、环氧虫啶、三氟苯嘧啶和噻嗪酮CR值在1.80～3.09之间,而对其他药剂的敏感性保持稳定。F6代试虫对烯啶虫胺达到低水平抗性（RR=6.29倍）;且对噻虫胺、氟虫胺、氟啶虫胺腈、环氧虫啶、三氟苯嘧啶和噻嗪酮的敏感性明显下降（CR＞2倍）,而对其他药剂敏感性无明显变化。测定了烯啶虫胺LC25对白背飞虱三大代谢酶的诱导活性,结果表明,F0和F6代白背飞虱体内细胞色素P450多功能氧化酶（P450）和酯酶（EST）活性在烯啶虫胺处理后显著升高,且未用药剂诱导F6代的P450酶活性显著高于F0代。以上结果表明,在烯啶虫胺亚致死浓度的长期暴露下,白背飞虱对烯啶虫胺及其他杀虫剂的抗性风险增加;P450酶活性增强可能在白背飞虱对烯啶虫胺的代谢及抗性进化中发挥重要作用。4.烯啶虫胺对白背飞虱抗性相关P450基因筛选及功能验证采用q RT-PCR检测了烯啶虫胺处理不同白背飞虱种群后P450基因的表达量,并利用RNAi验证了过表达P450基因的功能。结果表明,烯啶虫胺LC25浓度处理F0和F6代白背飞虱48 h后,分别有12和6条P450基因在m RNA水平上被显著诱导上调表达。其中,有4条代谢关键P450基因（CYP4CE3、CYP439A3、CYP417A4和CYP6FJ3）经烯啶虫胺LC25处理后可同时在F0和F6代中被显著诱导上调表达,并且在未用药处理情况下,这4条基因在F6代试虫中的表达水平显著高于F0代试虫。进一步利用RNAi技术降低F6代白背飞虱中CYP4CE3、CYP417A4、CYP439A3和CYP6FJ3基因的表达水平,生测结果显示白背飞虱对烯啶虫胺的敏感性得到恢复。以上结果表明,CYP4CE3、CYP439A3、CYP417A4和CYP6FJ3上调表达在白背飞虱对烯啶虫胺代谢及抗性形成中发挥了重要作用。